剑指Offer面试题：5.从尾到头打印链表

一、题目

输入一个链表，按链表从尾到头的顺序返回一个ArrayList。

二、思路

1.使用头插法
使用头插法可以得到一个逆序的链表。
头结点和第一个节点的区别：
头结点是在头插法中使用的一个额外节点，这个节点不存储值；
第一个节点就是链表的第一个真正存储值的节点。
2.递归
要逆序打印链表 1->2->3（3,2,1)，可以先逆序打印链表 2->3(3,2)，最后再打印第一个节点 1。而链表 2->3 可以看成一个新的链表，要逆序打印该链表可以继续使用求解函数，也就是在求解函数中调用自己，这就是递归函数。
3.使用栈
栈具有后进先出的特点，在遍历链表时将值按顺序放入栈中，最后出栈的顺序即为逆序。

三、解决问题

3.1 代码实现

1.使用头插法

public ArrayList<Integer> printListReversingly_Recursively1(ListNode listNode){
        //链表为空
        if(listNode == null){
            System.out.println("输入链表为null");
        }
        // 头插法构建逆序链表
        ListNode head = listNode,newHead = null;
        while (head != null) {
            ListNode tmp = head.next;//暂存head下一个地址,
            head.next = newHead;//
            newHead = head;
            head = tmp;
        }
        // 构建 ArrayList
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        while (newHead != null) {
            list.add(newHead.val);
            newHead = newHead.next;
        }
        return list;
    }

//非递归实现的程序
    public ArrayList<Integer> printListReversingly_Recursively1(ListNode listNode){
        //链表为空
        if(listNode == null){
            System.out.println("输入链表为null");
        }
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        ListNode tmp = listNode;
        while(tmp!=null){
            //在此列表中的指定位置插入指定的元素
            list.add(0,tmp.val);
            tmp = tmp.next;
        }
        return list;
    }

2.递归

//递归方式
    public ArrayList<Integer> printListReversingly_Recursively2(ListNode listNode){
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList();
        if(listNode != null){
            /*Add方法是将传入的参数作为当前List中的一个item存储，即使你传入一个List也只会令当前的List增加1个元素
            AddAll是传入一个List，将此List中的所有元素加入到当前List中，也就是当前List会增加的元素个数为传入的List的大小
            因为每次都在重新创建一个list,如果你不想这么做，就把list提到外面去，否则需要每次把说个链表串起来*/
            list.addAll(printListReversingly_Recursively2(listNode.next));
            list.add(listNode.val);
        }
        return list;
    }

3.使用栈

/**
     * 采用栈
     */
    public ArrayList<Integer> printListReversingly_Recursively3(ListNode listNode){
        if (null == listNode){
            System.out.println("输入链表为null");
        }
        Stack<ListNode> stack = new Stack<ListNode>();
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList();
        while (listNode!= null) {
            stack.push(listNode);
            listNode=listNode.next;
        }
        while(!stack.empty()) {
            //System.out.println(stack.pop().val);
            list.add(stack.pop().val);
        }
        return  list;
    }

3.2 单元测试

测试用例

1.功能测试（单个结点链表，多个结点链表）

2.特殊输入测试（链表为空）

package SwordOffer;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Stack;

/**
 * @author kankan
 * @creater 2019-11-08 14:24
 */
public class ReverseList {
    //非递归实现的程序
    public ArrayList<Integer> printListReversingly_Recursively1(ListNode listNode){
        //链表为空
        if(listNode == null){
            System.out.println("输入链表为null");
        }
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        ListNode tmp = listNode;
        while(tmp!=null){
            //在此列表中的指定位置插入指定的元素
            list.add(0,tmp.val);
            tmp = tmp.next;
        }
        return list;
    }
    //递归方式
    public ArrayList<Integer> printListReversingly_Recursively2(ListNode listNode){
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList();
        if(listNode != null){
            /*Add方法是将传入的参数作为当前List中的一个item存储，即使你传入一个List也只会令当前的List增加1个元素
            AddAll是传入一个List，将此List中的所有元素加入到当前List中，也就是当前List会增加的元素个数为传入的List的大小
            因为每次都在重新创建一个list,如果你不想这么做，就把list提到外面去，否则需要每次把说个链表串起来*/
            list.addAll(printListReversingly_Recursively2(listNode.next));
            list.add(listNode.val);
        }
        return list;
    }
    /**
     * 采用栈
     */
    public ArrayList<Integer> printListReversingly_Recursively3(ListNode listNode){
        if (null == listNode){
            System.out.println("输入链表为null");
        }
        Stack<ListNode> stack = new Stack<ListNode>();
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList();
        while (listNode!= null) {
            stack.push(listNode);
            listNode=listNode.next;
        }
        while(!stack.empty()) {
            //System.out.println(stack.pop().val);
            list.add(stack.pop().val);
        }
        return  list;
    }
    // ==================================测试代码==================================
    /**
     * 链表为空
     */
    public void test1() {
        ListNode ListNode1 = null;
        System.out.println("采用非递归：");
        System.out.println(printListReversingly_Recursively1(ListNode1).toString());
        System.out.println("采用递归：");
        System.out.println(printListReversingly_Recursively2(ListNode1).toString());
        System.out.println("采用栈：");
        System.out.println(printListReversingly_Recursively3(ListNode1).toString());
    }

    /**
     * 多个结点链表
     */
    public void test2() {
        ListNode ListNode1 = new ListNode(1);
        ListNode ListNode2 = new ListNode(2);
        ListNode ListNode3 = new ListNode(3);
        ListNode ListNode4 = new ListNode(4);
        ListNode ListNode5 = new ListNode(5);
        ListNode1.next=ListNode2;
        ListNode2.next=ListNode3;
        ListNode3.next=ListNode4;
        ListNode4.next=ListNode5;
        System.out.println("采用非递归：");
        System.out.println(printListReversingly_Recursively1(ListNode1).toString());
        System.out.println("采用递归：");
        System.out.println(printListReversingly_Recursively2(ListNode1).toString());
        System.out.println("采用栈：");
        System.out.println(printListReversingly_Recursively3(ListNode1).toString());
    }

    /**
     * 单个结点链表
     */
    public void test3() {
        ListNode ListNode1 = new ListNode(1);
        System.out.println("采用非递归：");
        System.out.println(printListReversingly_Recursively1(ListNode1).toString());
        System.out.println("采用递归：");
        System.out.println(printListReversingly_Recursively2(ListNode1).toString());
        System.out.println("采用栈：");
        System.out.println(printListReversingly_Recursively3(ListNode1).toString());
    }

    public static void main(String[] args) {
        ReverseList demo = new ReverseList();
        System.out.println("test1:");
        demo.test1();
        System.out.println("test2:");
        demo.test2();
        System.out.println("test3:");
        demo.test3();
    }
}